CN107815285A - 一种光电耦合器元件封装硅胶 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光电耦合器元件封装硅胶，包括以下重量份原料：甲基乙烯基硅树脂50～59份，甲基乙烯基硅油35.5～43.5份，甲基含氢硅油2～4份，粘接剂1～3份，催化剂0.05～0.1份，抑制剂0.03～0.1份，触变剂1～3份。本发明中所使用的甲基乙烯硅树脂为高粘度树脂和低粘度树脂混合后的混合物，均衡了基础粘度，提供了低应力框架结构；甲基乙烯基硅油、含氢聚硅氧烷提供了扩链，增强了基础框架间的连接，提高了整体强度，并降低产品粘度；特殊结构的粘接剂有效提高了元件与光电耦合器支架及基材的附着力。

Description

一种光电耦合器元件封装硅胶
技术领域
本发明涉及一种封装硅胶，特别是涉及一种低红外吸收、低应力、耐老化的光电耦合器元件封装硅胶，属于有机硅胶黏剂封装领域。
背景技术
光电耦合器也称为光电隔离器或光耦合器，有时简称光耦。这是一种以光为耦合媒介，通过光信号的传递来实现输人与输出间电隔离的器件，可在电路或系统之间传输电信号，同时确保这些电路或系统彼此间的电绝缘。
光耦的基本结构是将光发射器(红外发光二极管、红外LED)和光敏器(硅光电探测敏感器件)的芯片封装在同一外壳内，并用透明胶灌封充填作光传递介质。目前对于光发射器和光敏器芯片的封装胶水存在以下几点问题：胶水的应力过大，容易使内部金属焊线断裂，破坏元器件；胶体固化后对红外光的吸收率过高，降低了光信号的传导，导致光耦性能下降；胶体老化后黄变、开裂导致产品失效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低红外吸收、低应力、耐老化的光电耦合器元件封装硅胶。
本发明解决以上技术问题的技术方案如下：
一种低红外吸收、低应力、耐老化的有机硅胶，为单组份加热固化硅氢加成型有机硅胶，按照以下重量份原料均匀混合而成：
甲基乙烯基硅树脂 50～59份
甲基乙烯基硅油 35.5～43.5份
甲基含氢硅油 2～4份
粘接剂 1～3份
催化剂 0.05～0.1份
抑制剂 0.03～0.1份
触变剂 1～3份
本发明的有益效果是：本发明中所使用的甲基乙烯硅树脂为高粘度树脂和低粘度树脂混合后的混合物，均衡了基础粘度，提供了低应力框架结构；甲基乙烯基硅油、含氢聚硅氧烷提供了扩链，增强了基础框架间的连接，提高了整体强度，并降低产品粘度；特殊结构的粘接剂有效提高了元件与光电耦合器支架及基材的附着力；触变剂使得产品具有一定触变性，方便了客户施胶工艺，同时有效降低了元器件的漂移；所有基础原料都经过提纯工艺处理，有效去除了小分子、杂质等无用基团，使得胶水对红外吸收率很低，耐老化性能得到提高。
在上述技术方案基础上，本发明还可以做如下改进：
进一步，所述甲基乙烯基聚硅氧烷树脂是由A、B两种树脂按10:1重量比混合而成，其中，A树脂结构式如(1)，分子构型为球型，其分子中的乙烯基含量在0.01～5wt％，粘度为10000～20000cPs
(Me3SiO0.5)a(ViMe2SiO0.5)b(SiO2) (1)
其中，a＝0～1.0，b＝0.5～1.2，a+b＝0.5～2.2；
B树脂结构式如(2)，分子构型为棒状,其分子中乙烯基含量为1～2wt％，粘度为60000～80000cPs
(Me3SiO0.5)c(ViMe2SiO0.5)d(SiO2) (2)
其中，c＝0～0.8，d＝0.5～1.0，c+d＝0.5～1.8；
进一步，所述甲基乙烯基硅油是由C、D两种乙烯基硅油按5:3重量比混合而成，C的结构式如(3),其分子中乙烯基含量为0.1～0.3wt％，粘度为1000～3000cPs：
(ViMe2SiO0.5)(Me2SiO)e(ViMe2SiO0.5) (3)
其中，e＝300～500；
D的结构式如(4),其分子中乙烯基含量为0.1～0.3wt％，粘度为1000～3000cPs：
(ViMe2SiO0.5)(Me2SiO)f(ViMe2SiO0.5) (4)
其中，f＝800～1000；
使用上述进一步硅油的有益效果：能够增强胶体的韧性，加强结构的稳定性，并降低了胶水的粘度。
进一步，所述甲基含氢硅油，结构式如(5)，其分子中氢含量为1.0～2.0wt％，粘度为10～100cPs：
(Me3SiO0.5)(HMeSiO)g(Me3SiO0.5) (5)
其中，g＝20～50；
进一步地，所述粘接剂结构式如(6)所示：
使用上述进一步粘接剂的有益效果：分子中含有多个环氧基团，能够有效提高对基材的粘接作用；少量的C＝C双键能够参与到基体的硅氢加成反应中去，避免了引入无用分子结构，同时保证了粘接剂后期稳定性以及老化性能；少量的羰基也有助于提高胶体对基材表面的粘接力。
进一步，所述催化剂选择铂系催化剂，优选铂-乙烯基硅氧烷配合物，其中铂含量在3000～10000ppm，优选铂含量5000ppm。
进一步，所述抑制剂为炔醇类化合物1-乙炔-1-环己醇、3-甲基-1-丁炔-3-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇中的任意一种，优选1-乙炔-1-环己醇。
进一步，所述触变剂为疏水性白炭黑R-974、TS-530、R-106、DM-30中的一种或者几种混合物。
具体实施方式
以下结合具体的实施例对本发明中的过程和原理进行具体描述，所举实例只是为了对本发明进一步的解释说明，并不是用来限定本发明的具体范围。
本胶水固化条件：从室温按照5℃/min升至90℃，90℃保温1h，5℃/min升至150℃，150℃保温2.5h，然后随烘箱自然降温至室温即可。
实施例1
在25℃下，称取如结构式(1)的甲基乙烯基聚硅氧烷树脂46g，其中a＝0，b＝1.2，a+b＝1.2；结构式(2)的甲基乙烯基聚硅氧烷树脂4.6g，其中c＝0，d＝1.0，a+b＝1.0；如结构式(3)的甲基乙烯基硅油27g，其中e＝300；如结构式(4)的甲基乙烯基硅油16.2g，其中f＝800；如结构式(5)的甲基含氢聚硅氧烷2.12g，其中g＝20；如结构式(6)的基材附着增强剂1g；3,5-二甲基-1-己炔-3-醇0.03g，在搅拌釜里混合均匀；再加入铂含量为10000ppm铂-乙烯基硅氧烷配合物0.05g，混合均匀；再加入3g疏水型白炭黑TS-530，混合均匀即得到有机硅胶。所使用的基础原料甲基乙烯聚硅氧烷树脂、甲基乙烯基硅油、甲基含氢硅油均经过如下提纯工艺处理：薄膜蒸发器(100℃，0.1mbar)→分子蒸馏(100℃，0.2mbar)→得到提纯原料。
实施例2
在25℃下，称取如结构式(1)的甲基乙烯基聚硅氧烷树脂53g，其中a＝1.0，b＝0.5，a+b＝1.5；结构式(2)的甲基乙烯基聚硅氧烷树脂5.3g，其中c＝0.8，d＝0.5，c+d＝1.3；如结构式(3)的甲基乙烯基硅油22.5g，其中e＝500；如结构式(4)的甲基乙烯基硅油13.5g，其中f＝1000；如结构式(5)的甲基含氢聚硅氧烷2.5g，其中g＝50；如结构式(6)的基材附着增强剂2g；3-甲基-1-丁炔-3-醇0.1g，在搅拌釜里混合均匀；再加入铂含量为3000ppm铂-乙烯基硅氧烷配合物0.1g，混合均匀；再加入1g疏水型白炭黑R-106，混合均匀即得到有机硅胶。所使用的基础原料甲基乙烯聚硅氧烷树脂、甲基乙烯基硅油、甲基含氢硅油均经过如下提纯工艺处理：薄膜蒸发器(100℃，0.1mbar)→分子蒸馏(100℃，0.2mbar)→得到提纯原料。
实施例3
在25℃下，称取如结构式(1)的甲基乙烯基聚硅氧烷树脂50g，其中a＝1.0，b＝0.5，a+b＝1.5；结构式(2)的甲基乙烯基聚硅氧烷树脂5g，其中c＝0.8，d＝0.5，c+d＝1.3；如结构式(3)的甲基乙烯基硅油20g，其中e＝500；如结构式(4)的甲基乙烯基硅油15g，其中f＝1000；如结构式(5)的甲基含氢聚硅氧烷3.85g，其中g＝50；如结构式(6)的基材附着增强剂3g；1-乙炔-1-环己醇0.05g，在搅拌釜里混合均匀；再加入铂含量为5000ppm铂-乙烯基硅氧烷配合物0.1g，混合均匀；再加入3g疏水型白炭黑R974，混合均匀即得到有机硅胶。所使用的基础原料甲基乙烯聚硅氧烷树脂、甲基乙烯基硅油、甲基含氢硅油均经过如下提纯工艺处理：薄膜蒸发器(100℃，0.1mbar)→分子蒸馏(100℃，0.2mbar)→得到提纯原料。
对比实施例1
在25℃下，称取如结构式(1)的甲基乙烯基聚硅氧烷树脂46g，其中a＝0，b＝1.2，a+b＝1.2；结构式(2)的甲基乙烯基聚硅氧烷树脂4.6g，其中c＝0，d＝1.0，a+b＝1.0；如结构式(3)的甲基乙烯基硅油27g，其中e＝300；如结构式(4)的甲基乙烯基硅油16.2g，其中f＝800；如结构式(5)的甲基含氢聚硅氧烷2.12g，其中g＝20；3,5-二甲基-1-己炔-3-醇0.03g，在搅拌釜里混合均匀；再加入铂含量为10000ppm铂-乙烯基硅氧烷配合物0.05g，混合均匀；再加入3g疏水型白炭黑TS-530，混合均匀即得到有机硅胶。所使用的基础原料甲基乙烯聚硅氧烷树脂、甲基乙烯基硅油、甲基含氢硅油均经过如下提纯工艺处理：薄膜蒸发器(100℃，0.1mbar)→分子蒸馏(100℃，0.2mbar)→得到提纯原料。
对比例1的组分与实施例1的组分相比较，没有使用粘接剂。
对比实施例2
在25℃下，称取如结构式(1)的甲基乙烯基聚硅氧烷树脂53g，其中a＝1.0，b＝0.5，a+b＝1.5；结构式(2)的甲基乙烯基聚硅氧烷树脂5.3g，其中c＝0.8，d＝0.5，c+d＝1.3；如结构式(3)的甲基乙烯基硅油22.5g，其中e＝500；如结构式(4)的甲基乙烯基硅油13.5g，其中f＝1000；如结构式(5)的甲基含氢聚硅氧烷2.5g，其中g＝50；如结构式(6)的基材附着增强剂2g；3-甲基-1-丁炔-3-醇0.1g，在搅拌釜里混合均匀；再加入铂含量为3000ppm铂-乙烯基硅氧烷配合物0.1g，混合均匀；再加入1g疏水型白炭黑R-106，混合均匀即得到有机硅胶。
对比例2的组分与实施例2的组分相比较，对比例的基础原料均未通过提纯工艺处理。
实施例1-3及对比例1-2的性能参数测试结果如下表：
从上面数据表中可以分析出，对比例1的推力测试明显降低，对比例2的无用杂质较多，高温老化也明显降低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不是用于限制本发明范围，凡是在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均已该包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种光电耦合器元件封装硅胶，其特征在于，按照以下重量份原料组成：
甲基乙烯基硅树脂 50～59份
甲基乙烯基硅油 35.5～43.5份
甲基含氢硅油 2～4份
粘接剂 1～3份
催化剂 0.05～0.1份
抑制剂 0.03～0.1份
触变剂 1～3份
所述粘接剂结构式如(6)所示：
。
2.根据权利要求1所述的封装硅胶，其特征在于，所述甲基乙烯基聚硅氧烷树脂是由A、B两种树脂按10:1重量比混合而成，其中，A树脂结构式如(1)，分子构型为球型，其分子中的乙烯基含量在0.01～5wt％，粘度为10000～20000cPs
(Me3SiO0.5)a(ViMe2SiO0.5)b(SiO2) (1)
其中，a＝0～1.0，b＝0.5～1.2，a+b＝0.5～2.2；
B树脂结构式如(2)，分子构型为棒状,其分子中乙烯基含量为1～2wt％，粘度为60000～80000cPs
(Me3SiO0.5)c(ViMe2SiO0.5)d(SiO2) (2)
其中，c＝0～0.8，d＝0.5～1.0，c+d＝0.5～1.8。
3.根据权利要求1所述的封装硅胶，其特征在于，所述甲基乙烯基硅油是由C、D两种乙烯基硅油按5:3重量比混合而成，C的结构式如(3),其分子中乙烯基含量为0.1～0.3wt％，粘度为1000～3000cPs：
(ViMe2SiO0.5)(Me2SiO)e(ViMe2SiO0.5) (3)
其中，e＝300～500；
D的结构式如(4),其分子中乙烯基含量为0.1～0.3wt％，粘度为1000～3000cPs：
(ViMe2SiO0.5)(Me2SiO)f(ViMe2SiO0.5) (4)
其中，f＝800～1000。
4.根据权利要求1所述的封装硅胶，其特征在于，所述甲基含氢硅油，结构式如(5)，其分子中氢含量为1.0～2.0wt％，粘度为10～100cPs：
(Me3SiO0.5)(HMeSiO)g(Me3SiO0.5) (5)
其中，g＝20～50。
5.根据权利要求1所述的封装硅胶，其特征在于，所述催化剂为铂—乙烯基硅氧烷配合物，其中铂含量在3000～10000ppm。
6.根据权利要求1所述的封装硅胶，其特征在于，所述抑制剂为1-乙炔-1-环己醇、3-甲基-1-丁炔-3-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇中的一种。
7.根据权利要求1所述的封装硅胶，其特征在于，所述触变剂为疏水性白炭黑R-974、TS-530、R-106、DM-30中的一种或者几种混合物。
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